饥渴的芊芊
范文一：火法冶金
火法冶金
火法冶金是指在高温下应用冶金炉把有价金属和精矿中的大量脉石分离开的各种作业。火法冶金是提取纯金属最古老、最常用的方法。火法冶炼所采用的步骤有焙烧、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼以及化学精炼。电解精炼可以使用火法冶金炼出来的金属达到较高的纯度.
用燃料、电能或其他能源产生高温，在高温下，从矿石中提取和精炼金属或其化合物的冶金方法。火法冶金一般分矿石准备、冶炼、精炼和烟气处理等步骤。是最古老、现代应用规模最大的金属冶炼方法。目前钢铁生产应用火法冶金、重有色金属硫化矿主要采用火法冶金。此法因没有水溶液参加，故又称干法冶金。火法冶金的主要化学反应是还原-氧化反应。
又称高温冶金。利用高温从矿石中提取金属或金属化合物的冶金过程，是提取冶金的主要方法。此过程没有水溶液参与反应，所以又称干法冶金。主要用于钢铁冶炼、有色金属造锍溶炼和熔盐电解以及铁合金生产等。火法冶金的典型工艺过程有矿石准备、 冶炼、精炼三个步骤；其主要反应是还原-氧化反应。
利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加，故又称为干法冶金。火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。
①矿石准备。选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉（或炼铁高炉），须先加入冶金熔剂（能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质），加热至低于炉料的熔点烧结成块；或添加粘合剂压制成型；或滚成小球再烧结成球团；或加水混捏；然后装入鼓风炉内冶炼。硫化物精矿在空气中焙烧的主要目的是：除去硫和易挥发的杂质，并使之转变成金属氧化物，以便进行还原冶炼；使硫化物成为硫酸盐，随后用湿法浸取；局部除硫，使其在造锍熔炼中成为由几种硫化物组成的熔锍。
②冶炼。此过程形成由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣和熔锍（有色重金属硫化物与铁的硫化物的共熔体）或含有少量杂质的金属液。有还原冶炼、氧化吹炼和造锍熔炼3种冶炼方式：还原冶炼：是在还原气氛下的鼓风炉内进行。加入的炉料，除富矿、烧结块或球团外，还加入熔剂（石灰石、石英石等），以便造渣，加入焦炭作为发热剂产生高温和作为还原剂。可还原铁矿为生铁，还原氧化铜矿为粗铜，还原硫化铅精矿的烧结块为粗铅。氧化吹炼：在氧化气氛下进行，如对生铁采用转炉，吹入氧气，以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷，炼成合格的钢水，铸成钢锭。造锍熔炼：主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿，一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加入的酸性石英石熔剂与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣，熔渣之下形成一层熔锍。在造锍熔炼中，有一部分铁和硫被氧化，更重要的是通过熔炼使杂质造渣，提高熔锍中主要金属的含量，起到化学富集的作用。
③精炼。进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属，以提高其纯度。如炼钢是对生铁的精炼，在炼钢过程中去气、脱氧，并除去非金属夹杂物，或进一步脱硫等；对粗铜则在精炼反射炉内进行氧化精炼，然后铸成阳极进行电解精炼；对粗铅用氧化精炼除去所含的砷、锑、锡、铁等，并可用特殊方法如派克司法以回收粗铅中所含的金及银。对高纯金属则可用区域熔炼等方法进一步提炼。
火法冶金简述
火法冶金是利用高温从矿石或金属废料中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加，所以又称为干法冶金。火法冶金是提取冶金的主要方法之一。算入环境保护和综合利用的费用，火法冶金的成本一般低于湿法冶金。
利用火法从矿石提取金属的流程一般分为三个步骤
一、矿石准备 大致分为选矿、烧结、焙烧等。选矿得到的细粒精矿不宜直接加入鼓风炉（或炼铁高炉）。须先加入熔剂（见冶金熔剂），再高温烧结成块；或添加粘合剂压制成型；或滚成小球再烧结成球团；或加水混捏；然后，装入鼓风炉内冶炼。
硫化物精矿在空气中焙烧的主要目的是：①除去硫和易挥发的杂质，并使之转变成金属氧化物，以便进行还原冶炼; ②使硫化物成为硫酸盐, 随后用湿法浸取；③局部去硫，使其在造锍熔炼中成为由几种硫化物组成的熔锍。若添加氯化剂进行焙烧，则称为氯化焙烧（见氯化冶金）。
二、冶炼 本过程中形成两种熔体：一种是由脉石、熔剂及燃料灰融合而成的炉渣；另一种是熔锍或含有少量杂质的金属液。冶炼分下列三种：
1、还原冶炼 在还原气氛下的鼓风炉内进行。加入的炉料，除富矿、烧结块或球团矿外，还加入熔剂（石灰石、石英石等）, 以便造渣。加入焦炭既作为发热剂, 燃烧产生高温；也作为还原剂，或还原铁矿为生铁，或还原氧化铜矿为粗铜，或还原硫化铅精矿的烧结块（氧化铅）为粗铅。
2、造锍熔炼 主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿，一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加入的酸性石英石熔剂与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣，熔渣之下形成一层熔锍。在造锍熔炼中，虽然有一部分铁和硫被氧化，但更重要的是通过熔炼使杂质造渣，从而提高熔锍中主金属的含量，起到化学富集的作用。
3、氧化吹炼 在氧化气氛下进行。如对生铁采用转炉，吹入氧气，有顶吹、底吹及复合吹炼等方式，以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷，炼成合格的钢水，铸成钢锭。又如吹炼铜锍，采用卧式转炉，用空气或富氧空气吹炼成粗铜。
三、精炼 进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属，以提高其纯度。对生铁而言，炼钢（转炉炼钢、平炉炼钢或电弧炉炼钢）可以认为是对生铁的精炼。在炼钢过程中, 去气（除去铁液内溶解的氢或氮）、脱氧, 并除去非金属夹杂物，或进一步脱硫等，均属于精炼的范畴。精炼还可用真空冶金、喷射冶金或电渣重熔等方法进行。
对粗铜则在精炼反射炉内进行氧化精炼，然后铸成阳极进行电解精炼（见水溶液电解）。对粗铅用氧化精炼除去所含的砷、锑、锡、铁等，并可用特殊方法如派克斯法以回收粗铅中所含的金及银。对高纯金属则可用区域熔炼等方法进一步提纯。
熔盐电解提取铝、镁，还原蒸馏提取锌、镁（见挥发与蒸馏），镁热还原氯化物提取钛、锆、铪，以及利用化学迁移反应进行气相沉积以制取纯金属等均属于火法冶金的范畴。
火法冶金的主要反应是还原－氧化反应。当有多种金属参加时，则存在还原-氧化反应的可能性和顺序, 即选择性还原和氧化的问题。运用自由焓计算，可以对此复杂过程进行热力学分析。提高冶炼温度或采用闪速熔炼、喷射冶金等技术，可以改善动力学条件，提高反应速度，以加强冶炼强度、缩短冶炼时间及节约能源消耗等。
利用化学反应方法，将金属由矿石中提炼出来，再将提出的金属加以精炼，提取冶多学又可分为：火法冶炼、湿法提取或电化学沉积 火法冶炼（Pyrometallurgy ）
又称为干式冶金，把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温，熔化为液体，生成所需的化学反应，从而分离出粗金属，然后再将粗金属精炼。
湿式冶金（Hydrometallurgy ）
湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液，以化学方法从矿石中提取所需金属组分，然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75％
的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴，锆-铪，钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离，取得显著的效果。
注：湿式冶金详解
利用某种溶剂，借助化学反应（包括氧化、还原、中和、水解及络合等反应），对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。湿法冶金包括4个主要步骤：①用溶剂将原料中有用成分转入溶液，即浸取。②浸取溶液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子回收。③浸取溶液的净化和富集，常用离子交换和溶剂萃取技术或其他化学沉淀方法。④从净化液中提取金属或化合物。
湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位，世界上全部的氧化铝、氧化铀，大部分锌和部分铜都是用湿法生产的。湿法冶金的优点在于对非常低品位矿石（金、铀）的适用性，对相似金属（铪与锆）难分离情况的适用性；以及和火法冶金相比，材料的周转比较简单，原料中有价金属综合回收程度高，有利于环境保护，并且生产过程较易实现连续化和自动化。
我们厂有火法也有湿法, 你做哪一行啊, 具体的金属?
铜的火法冶金：1995年铜国际会议论文集 内容提要本书介绍了近年来世界上铜火法冶金工艺技术、理论和生产实践的最新进展，内容涉及熔炼操作、冶炼厂的设计与质量管理、生产工艺的改进、生产工艺的开发及工艺理论。本书可供有色金属冶金的科研、设计、生
产和管理人员及大专院校冶金和相关专业师生学习参考。【图书目录】-铜的火法冶金：1995年铜国际会议论文集目录一冶炼厂的生产实践1. 美洲铜冶炼工业发展前景展望2. 马格马金属公司铜冶炼厂的扩建3. 肯尼科特公司犹他铜冶炼厂的技术改造4. 东予冶炼厂近年的生产实践5. 菲律宾联合熔炼与精炼公司熔炼厂和精炼厂的改进6. 特尼恩特转炉的新发展7. 智利国营矿业公司文塔纳斯冶炼厂特尼恩特转炉氧的强化作用8. 塞浦路斯艾萨熔炼法投产及操作经验9. 美国熔炼和精炼公司的竖炉熔铸技术10. 加斯佩冶炼厂的新进展11. 用瓦纽科夫法处理复杂铜炉料二冶炼厂的设计与质量管理12. 小型铜冶炼厂的可行性评价13. 用奥斯熔炼法处理含铜物料的经济和技术评估14. 隆斯卡尔冶炼厂的发展现状15. 冶金工厂生产流程及生产率分析16. 赫尔南·维德拉·利拉铜冶炼厂的生产规划模型三生产丁艺的改进
17.P －S 转炉中的气体喷射现象18. 高浓度富氧在UM 霍博肯转炉中的使用19. 氧探针在国际镍公司铜崖冶炼厂铜转炉中的应用20. 一种预测杂质行为的模型在丘基卡马塔冶炼厂的应用21. 对空气冷却的华夫屏板转炉烟罩的分析与研究22. 铜冶炼厂烟气冷却的最新进展四新工艺的开发23. 锍的诺兰达转炉连续吹炼（之一）——冶金概况综述24. 锍的诺兰达转炉连续吹炼（之二）——中间试验及工厂评价
25. 在赛罗反应器中直接吹炼铜精矿的试验研究26. 用联合鼓泡炉熔炼硫化铜精矿27. 使用石灰熔剂吹炼高品位铜锍的试验研究28. 采用火法冶金工艺从卢本巴希铜冶炼厂的熔炼和吹炼炉渣中回收铜29. 含铜砷原料的处理五铜冶金过程的基础理论30.Cu －Ni 硫化物熔炼
与吹炼炉渣的密度和粘度31. 含硅铁酸钙炉渣的密度和表面张力32. 钴在铜冶炼过程中的行为33.CuFe －S －O 系锍中组分的活度34. 半氧化焙烧镍铜精矿的还原熔炼35. 炉渣中氧化铜的溶解平衡36. 固体锍粒子的氧化特性37. 一步生产粗铜——奥林匹克—达姆冶炼厂的金属—炉渣平衡38. 铜熔炼炉渣中的硫
火法冶金
利用高温从矿石提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加，所以又称为干法冶金。火法冶金是提取冶金的主要方法之
一。算入环境保护和综合利用的费用，火法冶金的成本一般低于湿法冶金。
利用火法从矿石提取金属的流程一般分为三个步骤：①矿石准备；②冶炼；③精炼。
矿石准备 大致分为选矿、烧结、焙烧等。选矿得到的细粒精矿不宜直接加入鼓风炉（或炼铁高炉）。须先加入熔剂（见冶金熔剂），再高温烧结成块；或添加粘合剂压制成型；或滚成小球再烧结成球团；或加水混捏；然后，装入鼓风炉内冶炼。
硫化物精矿在空气中焙烧的主要目的是：①除去硫和易挥发的杂质，并使之转变成金属氧化物，以便进行还原冶炼; ②使硫化物成为硫酸盐, 随后用湿法浸取；③局部去硫，使其在造锍熔炼中成为由几种硫化物组成的熔锍。若添加氯化剂进行焙烧，则称为氯化焙烧（见氯化冶金）。
冶炼 本过程中形成两种熔体：一种是由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣；另一种是熔锍或含有少量杂质的金属液。冶炼分下列三种：
还原冶炼 在还原气氛下的鼓风炉内进行。加入的炉料，除富矿、烧结块或球团矿外，还加入熔剂（石灰石、石英石等）, 以便造渣。加入焦炭既作为发热剂, 燃烧产生高温；也作为还原剂，或还原铁矿为生铁，或还原氧化铜矿为粗铜，或还原硫化铅精矿的烧结块（氧化铅）为粗铅。
造锍熔炼 主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿，一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加入的酸性石英石熔剂与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣，熔渣之下形成一层熔锍。在造锍熔炼中，虽然有一部分铁和硫被氧化，但更重要的是通过熔炼使杂质造渣，从而提高熔锍中主金属的含量，起到化学富集的作用。
氧化吹炼 在氧化气氛下进行。如对生铁采用转炉，吹入氧气，有顶吹、底吹及复合吹炼等方式，以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷，炼成合格的钢水，铸成钢锭。又如吹炼铜锍，采用卧式转炉，用空气或富氧空气吹炼成粗铜。
精炼 进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属，以提高其纯度。对生铁而言，炼钢（转炉炼钢、平炉炼钢或电弧炉炼钢）可以认为是对生铁的精炼。在炼钢过程中, 去气（除去铁液内溶解的氢或氮）、脱氧, 并除去非金属夹杂物，或进一步脱硫等，均属于精炼的范畴。精炼还可用真空冶金、喷射冶金或电渣重熔等方法进行。对粗
铜则在精炼反射炉内进行氧化精炼，然后铸成阳极进行电解精炼（见水溶液电解）。对粗铅用氧化精炼除去所含的砷、锑、锡、铁等，并可用特殊方法如派克斯法以回收粗铅中所含的金及银。对高纯金属则可用区域熔炼等方法进一步提纯。
熔盐电解提取铝、镁，还原蒸馏提取锌、镁（见挥发与蒸馏），镁热还原氯化物提取钛、锆、铪，以及利用化学迁移反应进行气相沉积以制取纯金属等均属于火法冶金的范畴。
火法冶金的主要反应是还原－氧化反应。当有多种金属参加时，则存在还原-氧化反应的可能性和顺序, 即选择性还原和氧化的问题。运用自由焓计算，可以对此复杂过程进行热力学分析。提高冶炼温度或采用闪速熔炼、喷射冶金等技术，可以改善动力学条件，提高反应速度，以加强冶炼强度、缩短冶炼时间及节约能源消耗等。
范文二：火法冶金
简介 火法冶金
火法冶金（pyrometallurgy ）用燃料、电能或其他能源产生高温，在高温下，从矿石中提取和精炼金属或其化合物。火法冶金一般分矿石准备、冶炼、精炼和烟气处理等步骤。是最古老、现代应用规模最大的金属冶炼方法。目前钢铁生产应用火法冶金、重有色金属硫化矿主要采用火法冶金。此法因没有水溶液参加，故又称干法冶金。火法冶金的主要化学反应是还原-氧化反应。
高温冶金 又称高温冶金。利用高温从矿石中提取金属或金属化合物的冶金过程，是提取冶金的主要方法。此过程没有水溶液参与反应，所以又称干法冶金。主要用于钢铁冶炼、有色金属造锍溶炼和熔盐电解以及铁合金生产等。火法冶金的典型工艺过程有矿石准备、 冶炼、精炼三个步骤；其主要反应是还原-氧化反应。
利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加，故又称为干法冶金。火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤。
矿石准备
选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉（或炼铁高炉），须先加入冶金熔剂（能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质），加热至低于炉料的熔点烧结成块；或添加粘合剂压制成型；或滚成小球再烧结成球团；或加水混捏；然后装入鼓风炉内冶炼。硫化物精矿在空气中焙烧的主要目的是：除去硫和易挥发的杂质，并使之转变成金属氧化物，以便进行还原冶炼；使硫化物成为硫酸盐，随后用湿法浸取；局部除硫，使其在造锍熔炼中成为由几种硫化物组成的熔锍。
冶炼
此过程形成由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣和熔锍（有色重金属硫化物与铁的硫化物的共熔体）或含有少量杂质的金属液。有还原冶炼、氧化吹炼和造锍熔炼3种冶炼方式：还原冶炼：是在还原气氛下的鼓风炉内进行。加入的炉料，除富矿、烧结块或球团外，还加入熔剂（石灰石、石英石等），以便造渣，加入焦炭作为发热剂产生高温和作为还原剂。可还原铁矿为生铁，还原氧化铜矿为粗铜，还原硫化铅精矿的烧结块为粗铅。氧化吹炼：在氧化气氛下进行，如对生铁采用转炉，吹入氧气，以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷，炼成合格的钢水，铸成钢锭。造锍熔炼：主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿，一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加入的酸性石英石熔剂与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣，熔渣之下形成一层熔锍。在造锍熔炼中，有一部分铁和硫被氧化，更重要的是通过熔炼使杂质造渣，提高熔锍中主要金属的含量，起到化学富集的作用。
精炼
进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属，以提高其纯度。如炼钢是对生铁的精炼，在炼钢过程中去气、脱氧，并除去非金属夹杂物，或进一步脱硫等；对粗铜则在精炼反射炉内进行氧化精炼，然后铸成阳极进行电解精炼；对粗铅用氧化精炼除去所含的砷、锑、锡、铁等，并可用特殊方法如派克司法以回收粗铅中所含的金及银。对高纯金属则可用区域熔炼等方法进一步提炼。
范文三：火法冶金设备说课
火法冶金设备说课稿
材冶化系
一、教材分析
（一）课程性质和地位
《火法冶金设备》是高职高专冶金技术专业学生必修的一门理论性和实践性很强的、主要的专业基础课。它是完成教学计划规定的基本素质课及部分技术基础课之后开设的专业技术基础课。它既是前期基础课程中的理论技术在本专业的综合应用，也是后续专业课程中各生产过程的基础，对学生起着理论与专业生产实践相联系的桥梁作用。
（二）教学目标
根据生产一线对冶金专业应用性高技能岗位人才的基本技能和理论知识的要求，《火法冶金设备》教学的定位、课程目标是：
1.掌握冶金设备的基础理论，学会分析与诊断冶金设备运行过程中出现的有关“三传”、燃烧、耐火及保温地、腐蚀及防腐等问题的方法;
2.学会一般冶金设备的计算方法，初步掌握选用标准设备的方法及设计非标设备的一般方法和知识;
3.了解冶金设备节能及环保的基本知识，初步学会对现有冶金设备进行节能及环保为目的的技术改造。
使学生能顺利地转入和圆满地完成后续专业课的学习，具备一般冶金设备问题的分析、解决能力，达到培养学生既有够用的理论功底又有较强的实际动手能力的目的。
（三）所选教材 理论教材：《火法冶金设备》（唐谟堂主编，中南大学出版社，2003年）,该教材在冶金设备基本概念的阐述和相关计算能够提供更为深入、详实，给学生有进一步学习提供依据，该教材使用效果良好。 参考教材：《有色冶金炉》（周子民主编，冶金工业出版社，2009年），该教材可作为教学和学生学习的补充、参考资料。
实训教学：在教学中为使学生能很好的理解、掌握冶金设备的相关知识，安排学生进入冶金工厂进行生产实习，让学生由抽象到具体的认识。能使学生较好地掌握基本的冶金设备知识，在实践中得到锻炼。
（四）教学重点与难点
1、教学重点
（1）耐火材料与保温材料的性能及作用、燃料及燃烧计算；
（2）焙烧设备中的回转窑、沸腾炉和烧结机；
（3）熔炼设备中的竖炉、熔池熔炼设备、塔式熔炼（精炼）设备；
（4）融盐电解槽中的铝电解槽。 2、教学难点
（1）燃料及燃烧计算；
（2）干燥设备中的干燥理论；
（3）冶金设备的结构和设备参数的计算。
3、解决方法
采用多种有效的教学方法和手段，通过增加专题实验项目、岗位操作技能的训练、实习实训强化实践教学，实现理论教学和实践教学并重，使学生最终掌握本门课程的重点和难点。 二、教学方法
采用多种有效的教学方法和手段，通过增加专题实验项目、岗位操作技能的训练、实习实训，实现理论教学和实践教学并重。
1、理论教学采用讲授法，将课程内容分解为不同的任务，通过讨论教学、启发式教学、互动式教学让学生熟练掌握冶金设备的基本知识和一般的计算方法，以解决冶金生产工艺中出现的各种问题，在教学过程中重点注重学生学习能力的培养；
2、多媒体教学，通过一些图片、视频来加强理论教学效果； 3、增加专题实验项目，通过典型单元来进行教学实验实践教学通过现场对学生进行专业技能尤其是操作技能的培养；
4、岗位操作技能的训练 ，使学生掌握生产过程中各主要因素对过程的操作及质量的影响。
5、在教学中也根据理论教学的进度，安排了相应的实习及实训
等实践教学环节。
三、教学过程 （一）教学过程组成
1、理论教学部分教学内容及学时安排
课程总学时： 56 学时。
2．实例讲授
本课程理论和实践性都较强，一般学生难以理解。通过实例讲授使学生能掌握冶金设备基本知识、基本原理，锻炼了学生冶金计算、一般冶金设备问题的分析、解决能力，并能够将成果应用于实际的生
产中，能够参与到项目的设计和技改工作中。
3．实地教学
由教师组织学生到研究设计院、冶炼分公司进行实地教学，以冶金工艺过程为模块，完成冶金技术职业基础素质课程、专业岗位技能课程素质的教学任务。
4．给出课题
利用习题课、课外作业设计出小任务进行强化练习。火法冶金设备课程的学习，要求学生掌握冶金的基本知识及一般计算方法，为此，在教学过程中，一方面教师利用习题课，精选一定数量且具有代表性的习题作为习题课教学的例题，进行讲解;另一方面,给出一定的课堂时间进行辅导，让学生提出问题，并由其他同学协助解决碰到的问题，再由师生共同解决。
5．课程设计
由任课教师组织课程设计，要求学生完成常见冶金设备的选择、计算，以保证教学的效果。
6．实习实训
通过认识性实习、专业实习，理论联系实际，进一步加强掌握冶金设备的基本知识，以解决冶金生产工艺中出现的各种问题。 （二）教学特点
《火法冶金设备》课程是以耐火材料、燃料及各种炉型为内容单元，课程内容体现了冶金设备的基本概念、基本原理和基本计算方法，是指导冶金生产过程进行的最基本理论。着重体现了以下特点：
（1）将冶金设备的理论知识应用于典型单元，注重基本理论、基本方法、基本知识及基本技能的讲解和训练，运用先进的教学方法和手段将理论教学与实际典型单元有机结合，使学生能够基本掌握冶金设备的基本知识和基本结构。
（2）注重内容的更新，针对性地将冶金生产的新技术、新工艺和新设备的应用贯穿于具体的课程内容中。
（3）注重内容的整合，根据《火法冶金设备》课程的特点，使学生了解课程内容的共同点和不同点，将所学知识融会贯通于不同的设备各类中。 （三）创新点
经过一段时间的教学实践，在教学组织方式、教学内容和教学方法点方面进行创新改革着重体现了以下创新点：
（1）将课程内容分解为不同的任务，使学生的学习目标更明确更具体，充分调动学生学习的积极性，培养学生自主学习的能力、提出问题、分析问题、解决问题的能力以及创新和实践能力，从而加强理论知识在具体生产的应用分析，用冶金设备的基本理论知识去分析、指导冶金生产。
（2）通过实地教学手段，转变教学思路、学生学习方法，注重对学生创新意识和创新能力的培养和提高，注重对学生综合意识与综合能力的培养和提高，注重对学生实践意识与实践能力的培养和提高，注重对学生合作意识与团队协作能力的培养和提高。
（3）配合采用多种有效的教学方法和手段，通过增加专题实验项
目、岗位操作技能的训练、实地顶岗实习强化实践教学，实现理论教学和实践教学并重。 四、教学资源
1、课程教学资源详见下表。
2、实训设备与实训环境：
研究设计院火法冶金车间、湿法冶金车间两个岗位领域实习实训基地，以支撑职业基础能力素质模块课程教学，培养学生可持续发展能力。
冶金技术实验室以冶金单元过程为模块，云锡冶炼分公司建立锡冶金实习实训基地，承担锡冶炼过程中的备料、焙烧、熔炼、精炼、电解精炼工艺等工序实习实训教学任务 3、师资队伍
本人所学专业为“有色冶炼”，已有14年的工作经历，从事过多种火法冶金炉（窑）技术管理工作，且在的工作实践中不断加强自身的理论知识学习，能满足该门课程的教学要求。
范文四：火法冶金2
2、白银炉的发展前途怎么样，怎样改进它？
答：白银炉的发展前景：白银炉生产规模可大可小，床能力大，检修容易；炉子的改造具有先天优势；原料广泛，适应性强；燃料来源广泛；备料、收尘和制酸系统容易联合。因此，此法是炼铜企业的一大选择优势，也因为它如此，故发展前景广大。改进方法：1）延长其使用寿命；2）向高浓度富氧熔炼方向发展；3）实施现代化。
3、诺兰达炉的构造如何？它代替现有的反射炉有什么优势？
构造如右图：
优势：1）、原料适应性较强；2）、备料过程较简单；3）、几乎不需要补充燃料，自热熔炼；4）生产力强；5）、水冷措施少，热损小：
4、详述瓦纽柯夫炉的工作原理，其特点如何？有那些应用？
答：瓦纽柯夫炉与烟化炉相似，炉体是一个长方形竖炉瓦纽柯夫炉的炉料可包括粉状硫化铜精矿或块矿、固体或液体返料、溶剂和块煤。炉料从炉顶加料口落入强烈搅拌的熔体中，在低于静止熔池表面０．５ｍ处通过侧面的风口向炉渣层鼓入工业氧或富氧空气。此鼓风保证了熔体的强烈搅拌、硫化矿的氧化、硫从熔体中逸出进入气相、以及必要时燃料的燃烧。熔体的强烈搅拌使炉料颗粒在熔体中迅速溶解和均匀分布，使化学反应高速进行。由于炉料中存在着大量铁的硫化物，故可防止铁的过氧化，有利于提高富氧浓度，强化熔炼过程。 特点：１．瓦纽柯夫炉熔炼的优点
（１）瓦纽柯夫熔炼炉是一种强化的熔池熔炼炉，床能率大。
（２）和其他熔池熔炼一样，瓦纽柯夫炉允许处理各种复杂成分的炉料，包括
部分块料，炉料不需要经过深度干燥，含水６％～８％可以入炉，备料简单。
（３）瓦纽柯夫炉采用高浓度富氧鼓风，尽管炉壁铜水套损失热较大，在炉料
中补充少量燃料的情况下，可以达到自热熔炼。
（４）由于采用铜水套结构，炉子寿命为１．５～２年。
（５）烟气含ＳＯ２浓度高，有利于烟气制酸，提高硫实收率，消除环境污染。
（６）瓦纽柯夫炉采用高硅渣操作，渣含ＳｉＯ２约３０％，可减少Ｆｅ３Ｏ４的生成。 ２．瓦纽柯夫炉熔炼的缺点
（１）当鼓泡熔炼带生成品位５０％的铜锍时，体系中硫和铁还没有全部氧化， 没有过剩氧必然有一部分单质硫分解进入气相，需要在炉子上空和烟道通入二次 风以燃烧单质硫，否则它和烟尘一起造成废热锅炉的粘结。
（２）瓦纽柯夫炉风口以下有２ｍ深的熔池，为了维持这个区域一定的温度，
全部依靠风口以上熔炼区产生的过热熔体携带的显热，因此瓦纽柯夫炉必须采用
高浓度富氧鼓风，并保持高的熔炼强度来保持熔炼区熔体的过热。
（３）瓦纽柯夫炉虽然有渣含铜低、不必在炉外贫化处理的优点，但弃渣含铜
仍偏高。
（４）炉子的加料口密封不好，自动化程度不高。
5、什么是复数炉型？该炉有什么特征？那些是复数炉型？
答：由明显的氧化带、还原带和成品带组合而成的炉型就成为复数炉型。该炉型由原料-到产品，一次性完成，产率高，速度快。主要有SQL 、奥斯麦特、三菱、艾萨炉。
6、三菱熔炼炉的结构特点有那些？其工作原理如何？
答：三菱法的工作原理是用溜槽将三座不同氧势的炉子串联起来对铜精矿逐一进行熔 炼、炉渣贫化和吹炼的作业，生产出粗铜。她具备了诸多特点：（１）由于生产过程是连续的，其反应设备、输送设备等，比单独炉子的炼铜方式要小得多，效率也高。设备投资可大副降低，基建费用下降３０％左右；同时，由于过程单纯，易于实现自动化机械化，操作人员可减少４０％～４５％。１ｔ铜的生产成本为反射炉的６６％
（２）采用顶吹法，熔炼效率高，炉子的小型化可节省燃料，排气量小，处理炉气的设备也可小型化。能耗为传统方法的５０％左右。
（３）由于排出的烟气中ＳＯ２的浓度高，ＳＯ２含量约为１４％～２５％，可回收原 料中９８％～９９％的硫，且回收费用只需传统方法的２０％～３３％。
（４）可采用高速喷入富氧空气，没有侧吹方式带来的若干限制。富氧浓度
高，烟气量减少，有利于制酸和环保。
7、详述QSL 炉的结构特点。她能够用于铜-锡冶炼吗？
答：整个反应器分作氧化段和还原段，两段之间设有隔墙。隔墙有两种，一种隔墙上部有烟气流通孔，使还原的烟气进入氧化段，从氧化段的端部出烟孔排出，烟气ＳＯ２浓度低，但仍可满足制酸要求；另一种是隔墙完全隔死，使两段烟气分别从反应器两端的出烟孔排出，以利于控制两个区段的氧势。隔墙下部均有熔体通道，使炉渣和粗铅通过。在氧化及还原段底部均设有喷枪（氧枪和还原枪）供给氧化剂和还原剂，以维护氧化和还原反应的进行。 氧化段的氧枪由两个同心管组成，内管为氧化通道，两管间的环道为氮气通道。还原段的喷枪由３个同心管组成。空气和粉煤混合物通过中心管喷出，氧气通过内环喷出，氮气通过外喷出，这样氮气就包住了喷射粉煤、空气和氧气的套管，从而起到了冷却还原喷枪的作用。喷吹粉煤的中心管易被粉煤磨损，需随时更换。氧化段的喷枪成对安装，每对之间距离为１２００ｍｍ；还原段喷枪间距一般为渣层厚度的８～１０倍，还原段最后一对喷枪至渣口的距离约为３．５ｍ，给渣铅分离提供一段平静区。 可以直接用于炼铜，但是炼锡需要改造。
8、什么是顶吹熔炼技术？简述奥斯麦特炉吹炼冰铜的过程。
答：顶吹熔炼技术又称顶吹浸没熔炼技术，是奥斯麦特熔炼和艾萨熔炼法的统称。其基本过程是将一只特制的喷枪，由炉顶插入固定垂直放置的圆筒形炉膛内的熔体中，各种气体饿燃料均可直接喷入熔体中，形成剧烈翻腾熔池，也可以直接喷原料。
过称：1）、通入冰铜熔体；2）、通氧氧化气体，控制合适的温度；3）、通入燃料，并通入压缩空气；4）通入氩气，进行隔离保温。
9、奥斯麦特炉的结构有什么特点？为什么可以用来炼铅和锡？可以用来炼生铁吗？
答：奥斯麦特炉主要取决于喷枪的重要性。铅和锡的原料特点和本身与铜具有相同的性质，所以可以用来炼铅和锡。最主要的是，奥斯麦特炉的结构和特点决定了整个熔炼过程的好坏。这也就是铁不可以用其炼的原因。奥斯麦特炉的特点：（１）对原料适应性强，可处理多种物料，如铅、镍、铜、锡、银、金、锌、铝、钽和铁等多种金属的冶炼。（２）奥斯麦特喷枪能够使用任何一种工业燃料，现有的各类炉子系统已经分别成功使用了煤、天然气、液化石油气，重油和轻柴油。通过使用不同的燃料可严格控制反应系统氧化性、中性或还原性的工艺条件。（３）环境保护及控制方面处于世界先进水平，如回收铝冶炼厂的有害废弃电解槽；炉体密闭，漏风较少，减少了烟气量，提高了烟气中ＳＯ２浓度，为双转双吸制酸工艺提供了条件，实现了铅冶炼厂的无污染作业；将各种炉渣或工厂残渣进行消害并回收有价金属（锌浸出残渣烟化处理）等等。
（４）对入炉料的粒度、水分等要求不严，备料过程简单；风从炉顶插入的喷枪送入溶池，熔炼强度及热利用率高，节能。
（５）竖式圆筒形炉体占地面积小，但厂房高，在场地受限的老厂改造中，配置比较容易。
（６）冶炼工艺的自动化水平大大提高，劳动生产率提高。
范文五：火法冶金设备
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
火法冶金设备
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
第2章 燃料与燃烧
2.1 概述
2.2 燃料
2.3 燃烧计算
2.4 燃料的燃烧与燃烧器
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
2 燃料与燃烧
2.1 2.1 概述 概述
实现冶金过程需要能源。用作冶金的能源主
要是燃料和电力，其中碳质燃料的消耗达到30%。
因此，在冶金生产过程中，正确地选择和使用燃
料，对提高炉子生产、降低生产成本，改善劳动
条件，都具有特别重要的意义。
我国冶金工业消耗的能源约占全国总能耗的
12~14%，是能耗的大户。能源的种类很多，有燃
料、电力、太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能
和原子能等。冶金工业的能源主要是碳质燃料。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
自2002年起，我国十种有色金属产量居世界第一，
2004年十种有色金属产量为1400万吨，2005年产量
达到1635万吨， 2006年产量达到1917万吨。
十种有色金属产量 万吨
铜 铝 铅 锌 镍 锡 锑 汞 镁
海
绵
钛
合
计
1995 108 188 80.8 108 496
2004
206.14 683.70 181.19 251.94 7.54 11.71 12.49
424
吨
42.61
4964
吨
1398
2005 258.34 780.6 237.88 271.1 9.52 11.95 1635
2006 292.5 918.8 273.5 315.2 14.3 61.3 1917
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
最新统计数据显示，2006年我国粗钢产量为
42266万吨;钢材产量为47340万吨。
预计2007年我国粗钢产量达到4.8亿吨。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
我国有色金属工业年消耗标准煤超过7000万吨，约占
全国能源消耗量的3.48%。
年我国有色金属工业消耗电力1052亿千瓦时，
煤炭1765万吨，焦碳159万吨，燃料油80万吨。单位
消耗4.76吨标准煤。
其中铝冶金为耗能大户，年耗电力占国内电力总消
耗的4%，约占有色金属工业总能耗的75%以上。
年全国消耗能源24.6亿吨标煤，其中原煤23.7亿
吨。1.18吨标煤/千美元GDP，为美国的3倍、日本的6
倍。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
2004年版《中国节能技术政策大纲》明确规定:到
2010年十种有色金属单位产品能耗必须由2000年的
4.642吨标准煤降低到4.305吨标准煤，到2020年降低
到4.095吨标准煤，其中:
铜 铝 铅 锌 平均
2000 4.613 9.561 1.513 2.624 4.642
2010 4.382 9.083 1.437 2.493 4.305
2020 4.163 8.628 1.365 2.368 4.095
单位:吨标准煤
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
十届全国人大四次会议 十届全国人大四次会议 2006.3.5 > 2006.3.5
2006 2006年国民经济和社会发展主要预期目标 年国民经济和社会发展主要预期目标::
国内生产总值增长 国内生产总值增长8% 8%左右 左右;;
单位国内生产总值能耗降低 单位国内生产总值能耗降低4% 4%左右 左右;;
居民消费价格涨幅控制在 居民消费价格涨幅控制在3%; 3%;
城镇新增就业 城镇新增就业900 900万人 万人,,失业率控制在 失业率控制在4.6%; 4.6%;
国际收支平衡。 国际收支平衡。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
十届全国人大四次会议 十届全国人大四次会议 2006.3.5 > 2006.3.5
――十一五 十一五‖‖规划纲要提出经济社会发展主要指标 规划纲要提出经济社会发展主要指标22 22个， 个，
其中 其中88个是约束性指标 个是约束性指标::
全国总人口控制在 全国总人口控制在13.6 13.6亿人 亿人;;
单位 单位GDP GDP能耗降低 能耗降低20% 20%左右 左右;;
单位工业增加值用水量降低 单位工业增加值用水量降低30%; 30%;
耕地保有量保持 耕地保有量保持1.2 1.2亿公顷; 亿公顷;
主要污染物排放总量减少 主要污染物排放总量减少10% 10%;;
森林覆盖率达到 森林覆盖率达到20% 20%;;
城镇基本养老保险覆盖人数达到 城镇基本养老保险覆盖人数达到2.23 2.23亿人 亿人;;
农村合作医疗覆盖率提高到 农村合作医疗覆盖率提高到80% 80%以上。 以上。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
十届全国人大四次会议 十届全国人大四次会议 2006.3.5 > 2006.3.5
在人大政府工作报告和 在人大政府工作报告和――十一五 十一五‖‖规划纲要中，均 规划纲要中，均
把单位 把单位GDP GDP能耗指标列入，这是我国首次将能耗指标列 能耗指标列入，这是我国首次将能耗指标列
入国家经济社会发展目标。 入国家经济社会发展目标。
表明了产业结构调整方向，即控制高耗能产业的发展 表明了产业结构调整方向，即控制高耗能产业的发展
规模，鼓励促进低能耗产业; 规模，鼓励促进低能耗产业;
督促企业进行技术升级，通过技术创新、改造新工艺， 督促企业进行技术升级，通过技术创新、改造新工艺，
以最小的能耗换来最大的产出; 以最小的能耗换来最大的产出;
扩大全社会的节能意识。 扩大全社会的节能意识。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
::
运用各种手段，促进节约使用和合理使用资源 运用各种手段，促进节约使用和合理使用资源;;
鼓励发展节能降耗产品和节能省地型建筑 鼓励发展节能降耗产品和节能省地型建筑;;
大力推动以节能降耗为重点的设备更新和技术改造， 大力推动以节能降耗为重点的设备更新和技术改造，
加快淘汰高耗能、高耗水、高耗材的工艺、设备和产品 加快淘汰高耗能、高耗水、高耗材的工艺、设备和产品;;
加强管理，把节能降耗纳入经济社会发展的统计、评 加强管理，把节能降耗纳入经济社会发展的统计、评
价考核体系 价考核体系;;
建设资源节约型社会。 建设资源节约型社会。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
2006 2006
国内生产总值( 国内生产总值(GDP) GDP)增长 增长10.7% 10.7%;;
单位国内生产总值能耗降低 单位国内生产总值能耗降低1.23% 1.23%;;
主要污染物排放总量 主要污染物排放总量??
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
2.1.1 燃料的定义及种类
燃料的定义
凡是在燃烧时能够放出大量的热，并且此热量能够经济
地被利用在工业和其他方面的物质统称为燃料。
燃料的分类
表1-2-1 燃料的一般分类
来 源
燃 料 物 态
天 然 燃 料 人 造 燃 料
固 体
木 柴 、 煤 、 硫
化 矿 、 页 岩 等
木 炭 、焦 碳 、粉 煤 、块 煤 、硫 化
矿 精 矿 等
液 体 石 油 汽 油 、 煤 油 、 重 油 、 酒 精 等
气 体 天 然 气
高 炉 煤 气 、 发 生 炉 煤 气 、 沼 气 、
石 油 裂 化 气 等
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
(1)气体燃料:各种简单气体的混合物
可燃成分:CO、H
2
、CH
4、
C
n
H
m
等碳氢化合物，以及H
2
S;
不可燃成分:N
2
、CO
2
、SO
2
、O
2
、H
2
O等，微量的粉尘。
(2)固、液体燃料:碳、碳氢、氧、氮、硫
等可燃化合物
可燃成分:C、H、C
n
H
m
、H
2
S等，以及硫化物MeS;
不可燃成分:N、O、硫酸盐、灰分和水分等。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.1.2 组织燃烧过程和炉子工作关系
使用燃料的炉子中，燃烧装置是炉子的重要组成部
分，而燃料的燃烧过程是炉子热工过程的重要内容。所
以，燃烧过程不仅影响炉子的产量和质量，而且还影响
炉子的使用寿命、车间的劳动生产条件和操作环境等;
同时还在很大程度上决定产品的成本。
在炉子设计与生产中考虑如何合理地选用燃料，如
何选择和计算燃烧装置，以及如何保证冶炼所需的高温
等是非常重要的，因此必须很好地组织炉内的燃烧过程
，掌握燃料的特性及其燃烧过程的规律和燃烧计算，合
理地设计燃烧器。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.2
作为工业燃料应满足以下 作为工业燃料应满足以下要求:
燃烧时能放出大量的热量，能满足
生产工艺对热量的需要;
燃烧过程便于控制和调节;
燃烧产物主要是气体，且对人、动
物和设备没有危害;
蕴藏量大，便于开采和运输，成本
底。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.2.1 燃料的组成与换算
2.2.1.1 气体燃料的化学组成与换算
? 化学组成:通常是以体积百分含量表示。
干成郑翰缓值奶寤俜趾浚?)，
例如:
CO
g
+H
2
g
+…+N
2
g
=100%
湿成分:包括水分在内的体积百分含量(%)，
例如:
CO
s
+H
2
s
+…+N
2
s
+H
2
O
s
=100%
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
实际使用的燃料都有水分，故湿成分即为
实用成分;因为1m
3
标
的干燃气能吸收的饱
和水蒸汽量为g克，其水蒸汽的体积为
[(g/18)×22.4] × 10
-3
= 0.00124g m
3
标
此时湿燃气的体积为
(1+0.00124g) m
3
标
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
? 气体燃料组成的表示方法和换算
在不同的温度下干燃气能吸收的饱和水蒸汽
量g值是不同的，燃气干、湿成分的换算如下:
以M
S
表示某组分的湿成分，M
g
表示该组分
的干成分;则
O H
g
g s
2
g 0.124 100
100
m m
式中: g
G
H
2
O
——每标米立方干燃气在一定的温
度下所吸收的饱和水蒸气量，g?Nm
-3
，根据温度
由有关手册查得。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.1.1.2 固体和液体燃料的化学组成与换算
? 化学成分
固、液燃料的化学元素共有七种:
C、H、O、N、S、灰分和水分。
? 表示方法及换算
其成分常用各化学组成的质量百分含量表示:
实用成分、干燥成分、可燃成分、有机成分
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
碳(C):C在固、液体燃料中以化合物状态存在，C能燃烧，
它是固、液体燃料中的主要可燃成分。
氢(H):H在固、液体燃料中以两种形式存在:一种是与C、
S化合的氢，称可燃氢或有机氢，能燃烧且放出大量的热(是碳
的3.5倍);另一种是与O化合的氢，不能燃烧。
氧(O):固、液体燃料中O与C、H等元素化合后，既不能燃
烧、又不能助燃。
氮(N):固、液体燃料中的N是惰性物质，不能燃烧;它的存
在，使燃料中的可燃质减少，降低燃料的质量。
硫(S): S在固、液体燃料中以三种形式存在:?有机硫，与
C、H化合的S，能燃烧;?黄铁矿硫，与铁化合为FeS
2
，能燃烧;
?硫酸盐硫，存在与各种硫酸盐中，如CaSO
4
、FeSO
4
中的硫，
不能燃烧。
灰分(A):燃料中不能燃烧的矿物质，其主要成分有SiO
2
、
Al
2
O
3
、Fe
2
O
3
、CaO等。
水分(W):水分(A)是有害物质成分，不仅降低燃料的质
量;而且在燃烧过程，由于水的蒸发消耗热量，使燃烧温度降低。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
C
y
+H
y
+O
y
+N
y
+S
y
+A
y
+W
y
=100%
?干燥成分:不含水分
C
g
+H
g
+O
g
+N
g
+S
g
+A
g
=100%分析基
?可燃成分:不含水分和灰分
C
r
+H
r
+O
r
+N
r
+S
r
=100%
?有机成分:除去水分、灰分和硫
C
j
+H
j
+O
j
+N
j
=100%
换算的前提是:各化学组成的质量绝对值不变。
?实用成分:包括水分和灰分
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
例2-1:已知烟煤的成分为:C
r
81.5%，
H
r
5.00%，S
r
1.5%，O
r
1.00%，N
r
2.00%，
A
g
12.00%，W
y
15.00%;求该煤的实用成分。
解:以C为例，先求灰分的实用成分
干燥成分与实用成分:
10.20% 12%
100
15 100
A
100
W 100
A
g
y
y
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
? C
y
=0.748×C
r
=0.748×81.5%=60.96%
H
y
=0.748×H
r
=0.748×5.00%=3.74%
O
y
=0.748×O
r
=0.748×10.00%=7.48%
N
y
=0.748×N
r
=0.748×2.00%=1.5%
S
y
=0.748×S
r
=0.748×1.5%=1.12%
则:
Cy+Hy+Oy+Ny+Sy+Ay+Wy
=60.96%+3.74%+7.48%+1.5%+1.12%+10.20%
+15.00% =100%
0.748
100
15) (10.2 100
100
A W 100
R
C R
C
100
A W 100
C
y y
r
r
y y
y
实用成分与可燃成分之间的换算关系有:
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.2.2 燃料发热量及计算
燃料发热量及标准燃料的概念:
单位质量(或单位体积)燃料在完全燃烧时放出的
热量，用―Q‖表示，单位是―kJ/m
3
‖ 或―kJ/kg‖ 。
高发热量:单位质量(或单位体积)燃料在完全燃烧后，
燃烧产物冷却至20?，产物中的水则冷凝为0?时，所放
出的热量;用―Q
GW
‖ 表示。
低发热量:单位质量(或单位体积)燃料在完全燃烧后，
燃烧产物冷却至20?，产物中的水也为20?时，所放出
的热量;用―Q
DW
‖ 表示。
GW
与Q
DW
的关系:
Q
GW
= Q
DW
+25.12(W
y
+9H
y
)
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
标准燃料的概念
标准燃料:规定发热量为29309kJ?kg
-1
的燃
料为公斤标准燃料。例如发热量为Q
DW
=24201
kJ?kg
-1
的烟煤，其公斤标准燃料为:
0.83kg
29309
24201
(1)气体燃料:kJ?m
-3
(标准状态)
Q
DW
=128CO
S
+108H
2
S
+360CH
4
S
+599C
2
H
4
S
+231H
2
S
S
(2)固、液体燃料:kJ?kg
-1
，门捷列夫公式:
Q
DW
=339C
y
+1030H
y
,109(O
y
,S
y
),25W
y
发热量的计算
多少大卡, 多少大卡,
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.2.3 常用燃料
燃气
冶金生产常用的燃气有高炉煤气、焦炉
煤气、发生炉煤气、重油裂化气和天然气等。
钢铁联合企业广泛采用高炉煤气和焦炉煤气;
有色冶金企业往往使用发生炉煤气或石油裂化
气。
液体燃料
用于冶金的液体燃料主要有重油、重柴
油和轻柴油。
固体燃料
冶金生产使用的固体燃料主要是煤及其
加工产品焦炭和粉煤。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.3 燃烧计算
2.3.1 概述
燃料燃烧计算是根据燃料在燃烧过程
中的物质平衡的原理进行的。它是炉子
热工计算的重要组成部分。
燃料燃烧计算的内容有:燃烧需要的
空气量、燃烧产物的生成量，成分和密
度以及燃烧的温度。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
燃料燃烧计算过程的假设条件 燃料燃烧计算过程的假设条件
?气体的体积按标准状态(0?，101325Pa)下的体积计算。
在标准状态下，1kmol的任何气体(其体积为22.4m
3
;
?燃料的化学成分，按实际使用状态时成分计算，即固体
(液体)燃料为应用成分，气体燃料为湿成分;
?燃料完全燃烧，当温度不高于2100?时，不计热分解消耗
的热量和分解的产物;
?燃料燃烧需要的氧气来自空气。空气的成分由O
2
和N
2
组成，
不计其他气体。按体积，空气中O
2
的含量为21,，N
2
的含
量为79%。如果需要按湿空气计算时，则取饱和水蒸汽的
含量。
计算结果通常只取小数点以后的两位。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.3.2 空气消耗量、燃烧产物量及其成分
燃气燃烧空气需要量的计算
? 理论空气需要量的计算:L
0
(燃料中可燃成分完全燃烧反
应的需氧量)
煤气中可燃成分(CO、H
2
、C
n
H
m
、H
2
S)的燃烧反应:
CO + O
2
= CO
2
体积(标准状态下的m
3
): 1 ? 1
H
2
+ O
2
= H
2
O
体积(标准状态下的m
3
): 1 ? 1
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
C
n
H
m
+(n +m/4)O
2
= nCO
2
+ m/2 H
2
O
体积: 1 n + m/4 n m/2
H
2
S + O
2
= H
2
O + SO
2
体积: 1 3/2 1 1
则:燃烧1m
3
(标)的煤气所需要的氧气量为
O
2
= ?(CO
S
+ H
2
S
) +?(n + m/4 )C
n
H
m
S
+3/2H
2
S
S
–O
2
S
(m
3
)
?空气需要量为(m
3
)
L
0
= 4.762 O
2
=4.762[1/2(CO
S
+ H
2
S
)+ ?(n + m/4 )
C
n
H
m
S
+ 3/2 H
2
S
S
- O
2
S
]
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
实际空气需要量的计算:Ln
L
n
= nL
0
式中n为空气消耗系数:
煤气有焰燃烧 n = 1.03~1.05
煤气无焰燃烧 n = 1.05~1.20
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
固液体燃料燃烧空气需要量的计算
?理论空气需要量的计算:L
0
?实际空气需要量的计算:L
n
?燃烧产物的计算:
?燃烧产物量的计算:V
n
?燃烧产物成分的计算:M’
?燃烧产物密度的计算:ρ
0
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
?理论空气需要量的计算:L0
固液体燃料中的可燃成分有C、H、S，且完全燃烧，燃烧
反应如下:
?C的完全燃烧反应:
反应 C + O
2
= CO
2
质量 12 32 44
mol数 1 1 1
则燃料中含碳为C
y
(%)，1kg燃料中碳的质量为C
y
/100
(kg)，mol数为:
mol
12 100
1
C
y
根据以上反应1mol的C，需要1mol的O
2
;同时产生1mol
的CO
2
。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
H的完全燃烧反应
反应 H
2
+ 1/2 O
2
= H
2
O
mol质量 2 16 18
mol数 1 1/2 1
则燃料中含氢为H
y
(%)，1kg燃料中氢的质量为H
y
/100(kg)，mol数为:
mol
2 100
1
H
y
mol
2
1
2 100
1
H
y
根据以上反应1mol的H，需要1/2 mol的O
2
;同时
产生1mol的H
2
O。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
反应 S + O
2
= SO
2
mol质量 32 32 64
mol数 1 1 1
则燃料中含硫为S
y
(%)，1kg燃料中
硫的质量为S
y
/100(kg)，mol数为:
mol
32 100
1
S
y
S的完全燃烧反应
根据以上反应1mol的S，需要1mol的O
2
;
同时产生1mol的SO
2
。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
固、液体燃料中的可燃成分C、H、S完全
燃烧所需的氧量为:
?标态下，1kmol质量物质的体积为22.4m
3
，而
1m
3
的氧气相当于4.762m
3
的空气;
?固、液体燃料完全燃烧所需的空气量为:
kg
kmol
100 32
O
100 32
S
100 4
H
12 100
C
O
y y y y
2
kg m
32
O
32
S
4
H
12
C
100
4.762 22.4
O 4.762 22.4 L
3
y y y y
2 0
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
? 实际空气需要量的计算:L
n
L
n
=nL
0
m
3
/kg
人工层状燃烧n=1.2~1.5
机械层状燃烧n=1.2~1.3 固体
n为空气消耗系数 粉煤燃烧 n=1.15~1.25
重油低压烧嘴燃烧n=1.10~1.15
重油高压烧嘴燃烧n=1.20~1.25
火法冶金设备 第二章，燃料与燃烧
2.3.2.3 燃料燃烧产物的计算
根据燃烧反应的物质平衡原理，燃料燃烧产物的计
算内容有:气态产物的生成量、气态产物的成分和密度。
(1)燃烧产物生成量的计算
碳质燃料燃烧生成的气态产物主要有CO
2
、H
2
O
(g)、SO
2
、N
2
和O
2
，它们是由燃料中的可燃物燃烧生
成或非可燃物(除灰分)转入的，以及助燃空气带入的。
标准状态下1m
3
的湿燃气完全燃烧时生成的产物量V
n
为
各成分生成量之和，即:
2 2 2 2 2
n CO H O SO N O
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
燃烧产物的计算
?燃烧产物量的计算:V
n
kg m
22.4 100
79L
28 100
N
22.4 V
3
n
y
N
kg m
12 100
C
22.4 V
3
y
CO
2
kg m
18 100
W
2 100
H
22.4 V
3
y y
O H
kg m
32 100
S
22.4 V
3
y
SO
2
3
0 n O
2
kg m L
100
21
L
18
W
28
N
2
H
32
S
12
C
100
22.4
V V V V V V
3
0 n
y y y y y
O N SO O H CO n
2 2 2 2 2
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
(2)燃烧产物成分的计算: ’
V
21
V
V
O
%
V
79L
V
22.4N
V
V
N
%
18
W
2
H
V
22.4
V
V
O H
%
32V
22.4S
V
V
SO
%
12V
22.4C
V
V
CO
0 n
n n
O
'
2
n
n
n
y
n
N
'
2
y y
n n
O H
'
2
n
y
n
SO
'
2
n
y
n
CO
'
2
2
2
2
2
2
(3)燃烧产物密度的计算:ρ
0
3
'
2
'
2
'
2
'
2
'
2
0
m kg
22.4 100
32O 28N 64SO O 18H 44CO
ρ
燃烧产物密度是指标准状态下1m
3
燃烧产物所具有的质
量，用ρ
0
表示，单位是kg?m
-3
。
对气体燃料:
s s s s s s s s
2 n m 2 2 2 2 2
0
n
n
n
[ 2 8 C O 2 H ( 1 2 n m ) C H 3 4 H S 4 4 C O 3 2 O 2 8 N 1 8 H O ]
ρ
V
1 . 2 9 3 L 1
1 0 0 2 2 . 4 V
对固体、液体燃料用此式计算:
n
n
y
0
V
1.293L ) A (1
ρ
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.3.3 燃烧温度的计算
炉内温度的高低是保证炉子工作的重要条
件。以燃料供热的炉子，炉温的高低主要
取决于燃料燃烧产物的温度。
由于燃烧条件不同，燃烧温度有理论温度
和实际温度。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
理论燃烧温度t
th
指在绝热的条件下，燃料完全燃烧时达到的温度
t
th，
该温度可根据燃料燃烧过程的热平衡关系求得:按
单位燃料燃烧计算，燃烧过程有热收入、热支出。
热收入:
?燃料完全燃烧放出的热量
Q
DW
?燃料带入的物理热Q
f
?空气带入的物理热Q
a
热支出:
?燃烧产物吸收的热量Q
C.P
?燃烧产物高温下热分解消
耗的热量Q
t.d
?燃料不完全燃烧而损失的
热量Q
i
?由燃烧产物传给周围物体
的热量Q
t.c
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
由以上关系燃料燃烧的实际燃烧温度的计算式为
式中 t
c.p
——实际燃烧温度，?
Q
c.p
=V
n
C
c.p
t
th
Q
DW
，Q
f
，Q
a
?V
n
C
c.p
t
th
. .
.
.
D W f a t d i t c
c p
n c p
Q Q Q Q Q Q
t
V C
.
D W f a
t h
n c p
Q Q Q
t
V C
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
由于燃烧产物的平均比热C
c.p
是理论燃烧温度t
th
的函数。为了
计算简便，工程上往往利用I—t图图解法近似计算。I—t图如图
1-2-1所示，即
t
th
=f(I，V
L
%)
式中:
I=C
c.p
t
th
——燃烧产物在理论燃烧温度时的热浚琸J?m
-3
V
L
%=(Ln-Lo)/Vn——过剩空气在燃烧产物中的体积百分数，%
根据已知的I和V
L
%，便可从图1-2-1中查得理论燃烧温度t
th
。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
图1-2-1 I-t图
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
燃料在实际燃烧过程所达到的温度称为实际燃
烧温度，用t
c.p
表示。实际燃烧温度t
c.p
比理论燃烧
温度t
th
低。其原因是燃料不完全燃烧以及燃烧过
程散热等因素造成的热损失。由于无法准确计算，
所以目前工程上多按以下经验公式近似计算:
t
c.p
=η?t
th
式中η为炉温系数，是经验值，可由表1-2-11
查得。
2.3.3.2 实际燃烧温度
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
表1-2-11 某些炉子的炉温系数
炉子类型 η 炉子类型 η
炼铜反射炉
回转窑
隧道窑
热处理炉
0.75~0.80
0.65~0.75
0.75~0.82
0.65~0.70
平炉
均热炉
连续加热炉
储热式热风炉
0.70~0.74
0.68~0.73
0.70~0.85
0.90~0.95
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.4 燃料的燃烧与燃烧器
燃料的燃烧过程是急剧氧化的过程,并伴随着
放热和发光。燃料燃烧的必要条件是供给足够
的助燃空气和加热到着火温度。
着火温度是指燃料与空气的混合物进行化学
反应自动加速而达到自燃着火的最低温度。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.4.1 气体燃料的燃烧及烧嘴
2.4.1.1 燃气燃烧过程:分为三个过程
?燃气与空气混合物的混合:即二者是互相扩散
掺混的过程
?燃气和空气混合气物的加热与着火(自然着火和强迫着火)
?燃烧反应:燃烧反应机理为支链反应
O+H
2
H
H
OH+H
2
OH+H
2
H
2
O
H
H+O
2
H
2
O
一个氢原子可产生三
个氢原子，——再燃
烧时可产生九个氢原
子，如此下去，从尔
大大加速氢气的燃烧
速度
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.4.1.2 燃气的燃烧方法
?有焰燃烧:
燃气与助燃空气不预先混合，从燃烧器喷出后，
边混合边燃烧的过程;属扩散燃烧。
有焰燃烧可用于要求火焰长、炉温均匀的火焰炉。
?无焰燃烧:
燃气与助燃空气混合后从燃烧器喷出燃烧的过程。
无焰燃烧可用于中小型的火焰炉。
概念:火焰传播速度、回火、灭(脱)火
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.4.1.4 燃气燃烧器——烧嘴
?有焰烧嘴 有焰燃烧所用的燃烧器称为有焰烧嘴。常用
的有焰烧嘴有套管式烧嘴、低压涡流式烧嘴、扁缝涡
流式烧嘴、环缝涡流式烧嘴等同。
?无焰烧嘴 目前工业上应用的无焰烧嘴多为喷射式烧嘴。
它是以燃气作为喷射介质，按比例吸入助燃所需的空
气，并在混合管道内充分混合，而后喷射燃烧。其结
构示意图如图1-2-5所示。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.4.2 液体燃料的燃烧与烧嘴
重油燃烧过程 雾化、油雾与空气混合、混合物燃烧
及燃烧反应四个过程。
重油烧嘴
?低压烧嘴:通常用鼓风机供给的空气作雾化剂(风压
0.3~0.7×10
4
Pa)，因风压低、雾化差，适用于中小
型火焰炉。
?中压烧嘴:重油压力1~5 ×10
4
Pa，雾化剂压力,
3×10
5
Pa。
?高压烧嘴:重油压力1~3 ×10
5
Pa，2~4×10
5
Pa;没
有雾化剂
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.4.3 固体燃料的燃烧
根据固体燃料在燃烧过程中的运动方式不
同，固体燃料燃烧的方法有层状燃烧、喷流燃
烧、旋转燃烧和流态化燃烧。
块煤的层状燃烧是
指在燃烧室的炉栅上具
有一定厚度的块煤层，
与由下部鼓入的空气进
行燃烧的过程如图1-2-6
所示。高炉、鼓风炉和
煤气发生炉内焦炭或块
煤的燃烧，亦属于层状
燃烧。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
块煤的燃烧过程
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
2.4.4 粉煤喷流燃烧
粉煤的喷流燃烧是将粒度为0.02,0.07mm(+170
目冶金设备 第二章，燃料与燃烧
粒度是指原料颗粒的尺寸，一般以颗粒的最大长度
来表示。
粒级是指物料不同粒度的组成情况，常以若干个级
别所占的百分数来表示。例如某种特料中2-0.5mm的占
10%，即这一级别范围的物料最大粒度为2mm，最小粒
度为0.5mm，这一粒级物料的含量占整个物料的10% 。
网目是表示标准筛的筛孔尺寸的大小。在泰勒标准
筛中，所谓网目就是2.54厘米(1英寸)长度中的筛孔
数目，并简称为目。例如，200目的筛子，是指这种筛
子每2.54厘米长度的筛网有200个筛孔，其筛孔尺寸为
0.074毫米(网目越少，筛孔尺寸越大)。细度为-200
目占70%，即表示小于0.074毫米的粒级含量占70%。
火法冶金设备 第二章，燃料与燃
烧
筛网筛孔的μm/网目数对照表(粒径目数换算表)
筛网的目数是:在2.54厘米的长度内有多少孔就叫多少目。
网目数 μ m 网目数 μ m
2 8000 90 160
3 6700 100 150
4 4750 115 125
5 4000 120 120
6 3350 125 115
7 2800 130 113
